DE4122083C2

DE4122083C2 - Sicherheitssystem für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE4122083C2
Application number: DE4122083A
Authority: DE
Inventors: Konrad Eckert; Kurt Neuffer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1991-07-04
Filing date: 1991-07-04
Publication date: 2001-03-29
Anticipated expiration: 2011-07-05
Also published as: JPH05203050A; DE4122083A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem für Fahrzeuge gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-PS 28 52 195 ist eine Getriebesteuerung für ein selbsttätig schaltendes Getriebe eines Kraftfahrzeugs bekannt, die in Abhängigkeit von Betriebskenndaten die Schaltpunkte des Getriebes auswählt. Derartige Getriebe steuerungen können einem Speicher getriebespezifische und motorspezifische Daten entnehmen, die beispielsweise eine maximal zulässige Motordrehzahl angeben, bei der noch eine Rückschaltung in den nächst niedrigeren Gang zulässig ist. Derartige Drehzahlgrenzen sind für die unterschiedlichen Schaltstufen bzw. Gänge zugeordnet, so daß bei Überschrei ten einer solchen Drehzahlgrenze eine Rückschaltsperre ak tiviert werden kann, um eine Motorbeschädigung durch Über drehen des Motors zu verhindern. Bei Gefällefahrten kann dies den Nachteil haben, daß bei starker Beladung und starkem Gefälle nach Überschreiten der Drehzahlgrenze das Fahrzeug nicht mehr mit Hilfe erhöhter Motorbremswirkung abgebremst werden kann, wenn durch Betätigung der Bremsen eine erforderliche Verzögerung des Fahrzeugs nicht mehr möglich ist. In einer solchen Gefahrensituation könnte ei ne Verzögerung des Fahrzeugs dann noch möglich sein, wenn trotz Überschreiten der Drehzahlgrenze eine Rückschaltung vorgenommen werden könnte, wobei eine Motorbeschädigung dann als kleiners Übel in Kauf genommen werden würde. Pro blematisch ist jedoch dabei, daß nur in einer entsprechen den Gefahrensituation eine solche Rückschaltung zulässig sein dürfte, da sonst durch versehentliches Rückschalten bei zu hoher Drehzahl unnötige Motorbeschädigungen auftre ten würden.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Sicherheitssystem für Fahrzeuge mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat gegenüber dem Stand der Technik, bei dem ein Überschreiten der Rückschalt- Drehzahlgrenzen nicht angekündigt wird, den Vorteil, daß vor Überschreiten der vorgegebenen Drehzahlgrenzen eine Verzögerung des Fahrzeugs durch rechtzeitiges Zurückschal ten erreicht wird. Im Normalbetrieb bleibt auch beim Er findungsgegenstand die Rückschaltsperre wirksam, so daß eine versehentliche Überdrehung des Motors sicher vermie den wird. Das erfindungsgemäße Sicherheitssystem warnt den Fahrer bei einer Gefällefahrt und bei entsprechend starker Beladung bereits vor Erreichen der Drehzahlgrenze, damit dieser die erforderliche Rückschaltung vornehmen kann. Das Warnsignal wird auch dann ausgelöst, wenn bei einer Gefäl lefahrt die Bremse betätigt wird und eine starke Verzöge rung festgestellt wird. Dabei kann das Mindestgefälle, bei dem eine solche Fahrerwarnung ausgelöst wird, vom Bela dungszustand und von der Fahrgeschwindigkeit abhängen, d. h. daß bei geringem Beladungszustand ein höheres Min destgefälle den Gefällegrenzwert darstellt, als bei star ker Fahrzeugbeladung. In ensprechender Weise kann die Fahrgeschwindigkeit und auch die Verzögerung bei getrete ner Bremse zur Bestimmung des jeweils aktuellen Mindest- Gefälles herangezogen werden. Auch weitere Parameter kön nen zur Bestimmung des Grenzbereichs herangezogen werden, bei dessen Erreichung eine Fahrerwarnung durch ein opti sches oder akustisches Warnsignal erfolgt.

Wird bei betätigter Bremse keine ausreichende Bremswirkung oder kein Bremsdruck festgestellt, so kann auch in diesem Fall das Warnsignal als Rückschaltaufforderung ausgelöst werden. Dem Fahrer wird dadurch die Möglichkeit gegeben, vor Erreichen der Drehzahlgrenze sein Fahrzeug mit der Mo torbremse durch Rückschalten noch zu verzögern.

Ein Heraufsetzen der ansich für die Rückschaltung vorgese hene Drehzahlgrenze kann unter bestimmten Voraussetzungen zweckmäßig sein, nämlich dann, wenn trotz Fahrerwarnung nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit immer noch die Bremse betätigt wird. Der Fahrer hat dann zu entscheiden, ob er eine Rückschaltung vornimmt, trotz der Gefahr, da durch den Motor zu überdrehen. Bei einem selbsttätig schaltenden Getriebe (Automatikgetriebe) kann gegebenen falls auch eine Rückschaltung durch das Sicherheitssystem ausgelöst werden, wenn eine solche Gefahrensituation vorliegt.

Das Sicherheitssystem läßt sich als Unterfunktion einer elektronischen Getriebesteuerung realisieren, da wesentli che Berechnungen hierzu ohnehin in derartigen Getriebe steuerungen ablaufen. Die Steuerung des Sicherheitssystems verarbeitet die von der Motorsteuerung und der Getriebe steuerung gelieferten Daten bezüglich Drehzahl und Schalt stufe (Gang) sowie Daten über die Stellung des Fußfahrge bers (Gaspedal) oder über die gewünschte Gasmenge, die vom Regelweggeber einer Diesel-Kraftstoffpumpe abgeleitet werden. Über den Bremsschalter wird die Betätigung der Bremse erkannt, während das Vorhandensein eines Mindestge fälles mittels eines Neigungssensors gemessen werden kann. Eine kostengünstigere Möglichkeit besteht darin, das Ge fälle aus der Stellung des Fußfahrgebers bzw. des Regel weggebers und der aktuellen Beschleunigung näherungsweise zu berechnen. Wird beispielsweise über den Fußfahrgeber eine geringe Kraftstoffzufuhr vorgegeben und aber gleich zeitig eine Geschwindigkeitszunahme (Beschleunigung) festgestellt, so kann daraus auf das Vorhandensein eines entsprechenden Gefälles geschlossen werden.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild eines Sicherheitssystems für Nutzfahrzeuge und Busse,

Fig. 2 den grundsätzlichen Programmablauf im Sicherheits system gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 den Funktionsablauf im Sicherheitssystem gemäß Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild umfaßt eine Steuerung 1, eine Motorsteuerung MS, eine Getriebesteue rung GS, einen Fußfahrgeber FFG, einen Neigungssensor NS, einen Bremsschalter BS, einen Beladungszustandsgeber BZ, einen Speicher S und eine Fahrer-Warnvorrichtung 2.

Die Steuerung 1 ist vorzugsweise als ein Teil der Getrie besteuerung GS ausgebildet. Der Übersichtlichkeit wegen ist jedoch hier die Steuerung 1 als separater Mikroprozes sor MP dargestellt.

Die Motorsteuerung MS liefert insbesondere die aktuelle Drehzahl n an die Steuerung 1, während die Getriebesteue rung GS die jeweils eingelegte Schaltstufe und die zu die ser Schaltstufe gehörende Grenzdrehzahl n_G der Steuerung 1 mitteilt. Die Grenzdrehzahl n_G repräsentiert dabei die Drehzahl, bei deren Überschreitung eine Rückschaltung in den nächst niedrigeren Gang ansich nicht mehr zulässig ist, um Beschädigungen des Motors durch Überdrehen beim Rückschalten zu verhindern.

Der Fußfahrgeber FFG ist mit einem Potentiometer 3 verbunden, das ein der Stellung des Fußfahrgebers FFG pro portionales elektrisches Signal an die Steuerung 1 abgibt. Die Stellung des Fußfahrgebers FFG dient im Zusammenhang mit der aktuellen Fahrgeschwindigkeit zur Bestimmung des aktuellen Fahrbetriebs, beispielsweise zur Feststellung ob eine Gefällefahrt und/oder eine Fahrt mit starkem Rücken wind vorliegt. Zur Bestimmung des Gefälles kann jedoch auch der Neigungssensor NS verwendet werden, der hier mit unterbrochenen Linien dargestellt ist, da der Neigungssen sor NS nicht zwingend erforderlich ist.

Über den Bremsschalter BS wird der Steuerung 1 mitgeteilt, ob die Fußbremse betätigt ist oder nicht.

Zur Erkennung des Beladungszustandes ist der Beladungszu standssensor BZ vorgesehen, der beispielsweise aus dem Fe derweg das Gewicht der Ladung ermittelt.

In dem Speicher S sind fahrzeugspezifische Daten abgelegt, wobei die Grenzdrehzahl n_G auch hier abgelegt sein kann. Das Gewicht der Ladung, ein Gefälle-Kennlinienfeld und weitere Parameter können im Speicher S abgelegt sein. Wird nun von der Steuerung 1 durch einen Vergleich mit den im Speicher S abgelegten Parametern und mit den aktuellen Be triebsdaten das Erreichen eines Gefahrenbereichs erkannt, so wird vor Erreichen der Drehzahlgrenze n_G ein Warnsignal am Ausgang A zu der optischen Fahrer-Warnvorrichtung 2 übertragen. Hält dieser Gefahrenzustand auch noch nach ei ner gewissen Verzögerungszeit an, so wird über den Ausgang B der Steuerung 1 eine Heraufsetzung der Grenzdrehzahl n_G in der Getriebesteuerung GS veranlaßt. Der Fahrer hat dann durch die Erhöhung der Grenzdrehzahl noch die Möglichkeit zurückzuschalten, um eine erforderliche Verzögerung mit tels Motorbremse zu erreichen.

In Fig. 2 ist die Unterteilung des Gesamt-Programmablaufs des Sicherheitssystems gezeigt. Zunächst wird das herkömm liche Programm 1 durchlaufen, welches dem Standardprogramm der Getriebesteuerung entspricht. Nach Durchlaufen dieses Standardprogramms wird das Programm 2 erreicht, welches zur Realisierung der Sicherheitsfunktion erforderlich ist. Der Funktionsablauf des Programms 2 wird anhand von Fig. 3 näher erläutert.

In Fig. 3 beginnt das Programm 2 zunächst mit der Über prüfung der Grenzdrehzahl n_G. Solange die Motordrehzahl oder die Drehzahl der Abtriebswelle einen ausreichenden Abstand von der zugehörigen Grenzdrehzahl n_G hat, kehrt der Programmablauf zurück zum Programm 1.

Ist jedoch die Frage "Grenzdrehzahl erreicht?" zu bejahen (J), so wird im Programm 2 als nächstes abgefragt, ob eine starke Beladung vorliegt. Ist dies zu bejahen (J), so wird der nachfolgende Programmpunkt übersprungen und sofort die Abfrage "Gefälle erkannt?" ausgeführt. Liegt ein entspre chend starkes Gefälle vor (J), so erfolgt als nächstes ei ne Fahrerwarnung über ein akustisches oder optisches Warnsignal. Liegt dagegen kein gefährliches Gefälle vor (N), so kehrt das Programm zurück zum Standardprogramm 1.

Eine Fahrerwarnung wird auch dann ausgelöst, wenn keine starke Beladung vorliegt (N), die Bremse getreten und eine starke Verzögerung des Fahrzeugs erkannt wird (J) und ein ausreichend starkes Gefälle vorliegt (J).

Bei geringer Beladung wird auch dann eine Fahrerwarnung ausgelöst, wenn bei getretener Bremse keine starke Verzö gerung des Fahrzeugs auftritt (N) und die Bremsenfunktion bei Überprüfung (B?) als gestört (N) festgestellt wird. Ist dagegen in diesem Fall die Bremsenfunktion in Ordnung (J), so kehrt das Programm zurück zum Standardprogramm 1.

Um eine Anhebung der Grenzdrehzahl n_G unter bestimmten Voraussetzungen zuzulassen, sind weitere Abfragefunktionen nach erfolgter Fahrerwarnung vorgesehen. Nach einer Verzö gerungszeit wird geprüft, ob die Bremse weiterhin getreten ist. Wird dies bejaht (J), kann ein manueller Eingriff für eine Rückschaltung zugelassen (J) oder untersagt (N) werden. Im letztgenannten Fall kehrt das Program zum Pro gramm 2 zurück und beginnt wieder mit der Prüfung, ob die Grenzdrehzahl nahezu erreicht ist.

Wird jedoch ein manueller Eingriff zugelassen (J), so wer den die Drehzahlgrenzen für die Rückschaltung (RS) um Δn angehoben. Bei einem Automatikgetriebe kann gegebenenfalls anstelle eines manuellen Eingriffs für eine Rückschaltung eine automatische Rückschaltung ausgelöst werden, sofern ein Blockieren der Räder nicht zu befürchten ist.

Claims

1. Sicherheitssystem für Fahrzeuge, insbesondere für Nutzfahr zeuge und Busse, mit über eine elektronische Steuerung betätig tem oder vollautomatischem Schaltgetriebe zur Erzeugung eines Warnsignals vor Erreichen der Grenzdrehzahl, bei deren Über schreiten ein Rückschalten nicht mehr bzw. nicht mehr ohne die Gefahr einer Motorbeschädigung möglich ist, wobei in einer Steuerung die aktuelle Motordrehzahl und die eingelegte Schaltstufe mit in einem Speicher abgelegten Grenzdrehzahlen ständig verglichen werden, wobei im Bereich der Grenzdrehzahl (n_G) die Steuerung (1)

- den Beladungszustand feststellt und
- mit einem ein Gefälle erkennenden Neigungssensor (NS) verbun den ist oder
- aus der Stellung des Fußfahrgebers (FFG) oder Regelweggebers, die der jeweils gewünschten Beschleunigung entspricht, durch Vergleich mit der tatsächlichen Beschleunigung das jeweilige Gefälle bzw. ein durch Gefälle und/oder Rückenwind auftreten der zusätzlicher Beschleunigung ermittelt oder
- durch Vergleich der Istbeschleunigung mit der aufgrund der ak tuellen Motorlast und der bekannten Fahrwiderstandskennlinie theoretisch geforderten Soll-Beschleunigung eine Abweichung zwischen Soll- und Istbeschleunigung einer Gefällefahrt zuge ordnet, und

die Steuerung (1) bei starker Beladung und vorhandenem Gefälle das Warnsignal an eine optische oder akustische Fahrer Warnvor richtung (2) abgibt.

2. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Warnsignal weiterhin bei betätigter Bremse (BS) und feh lender Bremswirkung ausgelöst wird.

3. Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Verzögerungszeit nach Abgabe des Warnsignals die Steuerung (1) durch eine Anhebung der Grenzdreh zahl (n_G + Δn) eine Rückschaltung zuläßt, sofern die Bremse immer noch betätigt und die Grenzdrehzahl (n_G) überschritten ist.

4. Sicherheitssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (1) bei einem selbsttätig schaltenden Getriebe eine Rückschaltung auslöst.

5. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (1) eingangsseitig mit

- der Motorsteuerung (MS) des Fahrzeugmotors und der Getriebe steuerung (GS),
- mit dem Fußfahrgeber (FFG) oder dem Regelweggeber einer Die sel-Kraftstoffpumpe oder
- dem Lastsignal eines Benzinmotors,
- mit dem Bremsschalter (BS) und mit einem ein Gefälle erkennen den Neigungssensor (NS) verbunden ist, wobei die Motorsteue rung (MS) oder die Getriebesteuerung (GS) den jeweils einge legten Gang bzw. die aktuelle Schaltstufe und die aktuelle Mo tordrehzahl (n) an die Steuerung (1) übermittelt.

6. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrerwarnung auch dann ausgelöst wird, wenn keine star ke Beladung vorliegt, die Bremse getreten und eine starke Verzö gerung des Fahrzeugs erkannt wird und ein ausreichend starkes Gefälle vorliegt.